Le docteur James Mortimer est un médecin de campagne installé à Grimpen, dans le Devonshire, et l'un des voisins de Baskerville Hall. Il apparaît d'abord comme un homme de science cultivé, soigneusement renseigné, porteur d'un manuscrit ancien et d'un dossier sur la famille Baskerville. Sa première entrée en scène, chez Sherlock Holmes à Baker Street, le présente comme un visiteur respectueux mais inquiet, venu demander conseil à propos d'une affaire qui dépasse ce que la raison ordinaire peut expliquer.
Mortimer joue un rôle de déclencheur narratif majeur : c'est lui qui apporte à Holmes le manuscrit de 1742, le récit de la légende du chien des Baskerville et, surtout, les faits récents relatifs à la mort de sir Charles Baskerville. Sans lui, l'enquête ne commencerait pas. Il sert donc d'adjuvant initial, de relais d'information et de médiateur entre le monde local du Devonshire et le détective londonien.
Dans l'intrigue, il occupe une place centrale comme témoin, interprète et exposant des faits. Il ne devient jamais un antagoniste, mais il introduit les éléments d'incertitude qui structurent le roman : la superstition familiale, les empreintes de chien, la mort suspecte, puis l'arrivée de sir Henry Baskerville. Il est à la fois une source de renseignements et un personnage dont les perceptions orientent l'enquête vers les zones d'ombre de la lande.
Sa relation la plus importante est celle qu'il entretient avec Sherlock Holmes, qu'il consulte avec admiration. Il reconnaît en lui un expert supérieur en matière d'enquête pratique, et Holmes, de son côté, le traite comme un collègue sincère, quoique peu rompu à la déduction. Entre eux s'installe une relation d'estime professionnelle, fondée sur la science, l'écoute et la coopération.
Mortimer est aussi lié à sir Charles Baskerville, dont il fut à la fois le médecin et l'ami. Il connaît les inquiétudes du défunt, a été le témoin de son affolement croissant et a vu les signes qui ont précédé sa mort. Il joue également un rôle de lien avec sir Henry Baskerville, qu'il accompagne à Londres puis dans le Devonshire, et avec Watson, auquel il expose les faits de manière détaillée. Enfin, il évoque souvent les autres habitants de la lande, notamment Stapleton, Barrymore et les voisins du district, qu'il situe dans le réseau social et géographique du drame.
Mortimer est présenté comme un homme sérieux, poli, modeste et profondément attaché à son métier. Il a l'esprit pratique d'un médecin, mais aussi une sensibilité qui le rend réceptif à l'angoisse et aux récits inquiétants. Son attitude révèle un esprit scientifique qui hésite pourtant devant le surnaturel, ce qui le rend crédible : il ne se laisse pas entièrement dominer par la superstition, mais il n'en est pas complètement immunisé.
Il manifeste de la prudence, du scrupule et un véritable sens du devoir. Il hésite à tout révéler au coroner, puis à Holmes, par souci de ne pas amplifier une légende qui pourrait nuire au domaine et à ses habitants. Cette réserve montre un homme consciencieux, mais aussi prisonnier de ses responsabilités locales. Son enthousiasme pour l'anthropologie, ses digressions scientifiques et sa fascination pour les crânes soulignent en même temps un certain excentricité intellectuelle, sans jamais le rendre ridicule.
Mortimer demeure globalement stable tout au long de l'œuvre. Il ne subit pas de transformation psychologique spectaculaire, mais son rôle évolue : d'abord initiateur de l'enquête, il devient relais d'informations, compagnon de route de sir Henry, puis témoin secondaire des événements de la lande. Sa stabilité est significative, car elle contraste avec les figures plus ambivalentes ou plus dangereuses du roman. Il représente une forme de continuité rassurante dans un univers dominé par la menace, le mensonge et les apparences trompeuses.
Le docteur Mortimer symbolise la bonne volonté scientifique confrontée à l'irrationnel apparent. Il incarne cette frontière, fréquente chez Conan Doyle, entre l'observation rationnelle et les peurs collectives que la science ne dissipe pas immédiatement. Par son personnage, l'œuvre montre aussi l'importance du médecin de campagne comme figure sociale : un homme inséré dans la communauté, dépositaire de confidences, témoin des maladies du corps comme des troubles de l'âme.
Il révèle enfin le projet du roman : transformer une légende en problème d'enquête, puis faire triompher la méthode sur la rumeur. Mortimer n'est pas celui qui résout l'énigme, mais celui qui permet qu'elle soit posée correctement. À ce titre, il symbolise l'intermédiaire indispensable entre la peur populaire et l'intelligence analytique de Holmes.